某微车后独立悬架结构设计及横向稳定杆数值分析毕业论文

 2021-07-13 12:07

摘 要

汽车悬架是汽车重要组成部分,经过市场调研可以发现,市场上的MPV车型很少采用独立悬架,由于成本和技术水平等的原因,大都是采用非独立悬架,所以在低端车辆上使用独立悬架将具有明显的竞争优势,可以提高车辆的舒适度以及市场竞争力。本文为上汽通用五菱的某MPV车型设计一独立悬架,主要内容有:

本文为该MPV微车后悬架选定的结构类型为基于双横臂式独立悬架的结构类型,其有着三根控制臂,分别是上控制臂、下控制臂及下后控制臂。并且计算了独立悬架的各项参数,然后根据参数设计了悬架的总体结构和各控制臂的布置角度,控制臂的布置角度设计属于很重要环节,直接关系到悬架许多的性能。在该独立悬架的结构确定好之后,对其零部件进行设计,包括控制臂结构的初步设计,轮毂托架的设计,横向稳定杆的设计以及对减震器和弹簧依据给定的参数进行合适的选型。

利用ansys的workbench模块对横向稳定杆进行静力分析和模态分析。将静力分析结果与稳定杆相关的材料力学性能进行对比,将自由模态分析的结果与路面激励频率以及发动机爆发频率进行比较,可以得到应力应变和各种状态下的频率都满足各项要求。同时还利用静力分析结果对横向稳定杆弯曲角度对其应力应变的性能的影响进行了分析,获得最优角度为140°。

本论文所设计的独立悬架对项目研究车型有着很强的针对性,为该车型所需的后独立悬架设计做好了结构的确定,控制臂的布置与设计,悬架主要参数的确定以及主要零部件的设计,为后续对悬架的优化改善做好了准备。最后还对横向稳定杆进行了静力与模态分析以及根据静力分析对其结构进行优化。所设计的后独立悬架将对提高车辆的舒适度以及市场竞争力有很大的提高。

关键词:后独立悬架,控制臂,横向稳定杆,静力分析,模态分析

ABSTRACT

The automobile suspension plays a crucial role in the ride comfort and comfort of the car. Suspension is one of the important parts in the vehicle assembly, which flexibly connects the body and the wheels together. Now people require higher and higher on the comfort of the vehicles, and in the low.end vehicles, because of the cost and other reasons, mostly use non.independent suspension, so it has a obviously competitive advantage to use independent suspension in the low.end vehicles. This paper describes a micro MPV Car Design Multi link independent suspension for SAIC GM Wuling. The main content include:

Describes the research background of the topic, introduces the suspension’s status quo of the market, and determines selection of the independent suspension in view of the mobile model's market position. The paper select the multi. link independent suspension for the MPV mini car, and doing an overall design of the suspension and a design and arrangement of the control arm. designs the parts after the structure of the independent suspension is determined, including the initial design of the control arm, the design of the control arm of the multi.link independent suspension these very important parts, which is directly related to the performance of the suspension. The damper and the spring do an appropriate selection for the given parameter. Through calculating the stiffness, knowing that to meet the requirement of the roll stiffness, it also has to design the lateral stable pole.

Uses finite element analysis software ANSYS to do numerical analysis for the transverse stability rod, which include simplification of the model, grid division, the design of the loading and constraint, and the analysis of the results, the result should meet various requirements. At the same time, using the static to analysis the influence that the result on the performance of the bending angle of the horizontal stabilizer bar.

The independent suspension that owe to the design has a strong pertinence to the research project models, which has made a structural determination, arrangement and design of the control arm and the determination of the main parameters of the suspension and determination of the damper and spring for the independent rear suspension that the vehicle model required, this has made a preparation for the subsequent optimization of the suspension. In the end, also analysis the stress.strain and modal of the finite element for the horizontal stabilizer bar. The designing independent suspension has a great improvement to improve the ride comfort and safety of the vehicle and market competitiveness.

Key words: independent rear suspension, control arm, horizontal stabilizer bar,stztic analysis,modal analysis

目录

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2课题来源及研究目的及意义 1

1.2.1课题来源 1

1.2.2研究目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1国内研究现状 2

1.3.2 国外研究现状 3

1.4课题主要研究内容及技术路线 3

1.4.1课题主要研究内容 4

1.4.2技术路线图 4

1.5本章小结 4

第2章 后独立悬架结构设计 6

2.1后独立悬架结构选型 6

2.2后独立悬架总体结构设计 7

2.2.1结构方案的确定 7

2.2.2整车参数及相关的计算 7

2.2.3后悬架平顺性参数的确定 9

2.2.4控制臂在横向平面内的布置方案设计 9

2.2.5控制臂在纵向平面内的布置方案设计 10

2.2.6后独立悬架控制臂在水平面内的设计 11

2.2.7后悬架侧倾角刚度计算 12

2.3本章小结 12

第3章 后独立悬架部件设计建模及总成装配 14

3.1硬点布置 14

3.2后独立悬架控制臂的设计及建模 14

3.3横向稳定杆的设计与建模 17

3.4后独立悬架轮毂托架的设计与建模 19

3.5后独立悬架的总成装配 20

3.5.1独立悬架控制臂中橡胶衬套的应用 20

3.5.2减震器及螺旋弹簧的设计和总成装配 21

3.6本章小结 23

第4章 横向稳定杆的静力学及模态分析 24

4.1横向稳定杆弯曲角度对性能的影响 24

4.1.1 workbench模块的应用介绍 24

4.1.2弯曲角度的影响分析 24

4.2横向稳定杆静力分析及模态分析结果 26

4.2.1静力分析结果 26

4.2.2模态分析结果 27

4.3本章小结 28

第5章 总结与展望 29

5.1全文总结 29

5.2展望 29

致谢 31

参考文献 32

第1章 绪论

1.1研究背景

悬架是汽车底盘的一部分,它的作用是将车身与车轮弹性连接起来。悬架主要分为独立悬架和非独立悬架两类,它们各有优缺点,独悬性能好,但是结构复杂,设计制造相对困难,成本更高;而非独悬在性能上比较一般,但是其有着结构简单、设计制造成本低等优点;因而设计出适合市场需求,符合车型市场定位,拥有更好性能的汽车悬挂系统已经是汽车行业发展的趋势,而独立悬架在低端车辆应用较少,其可以提高车辆的市场竞争力[1]。目前五菱公司在独立悬架方面的研究较为欠缺,因而为提高其MPV车型的舒适性和竞争力,进行相应车型的独立悬架设计已经是企业的重要研究方向。

横向稳定杆,它是汽车后独立悬架系统中很重要的弹性辅助零件,在汽车防侧倾的性能上起了很大的作用。其一般结构是由中间直杆部分和两端摇臂部分组成,中间直杆部分和副车架铰接,可以自由转动,两端通过吊杆和悬架的某一根控制臂或者轮毂托架连接。当车辆转弯时,杆两端摇臂的相对位置发生变化,稳定杆产生了扭转,从而产生抵抗端部变形的扭转力,进而防止车辆产生大于翻车极限的侧倾角度导致翻车。

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